Страница 2 из 2
Раскрывающиеся мосты
Для таких мостов характерно вращательное движение пролетного строения относительно горизонтальной оси. Однокрылый раскрывающийся разводной мост представляет собой несимметричную систему (рис. 9.1). В закрытом состоянии пролетное строение опирается на опорные части (3) и (4); ось вращения (2) разгружена при помощи специального подклинивающего устройства (6). При раскрывании пролетное строение опирается на ось вращения, а для обеспечения устойчивого положения пролетного строения при этом и уменьшения требуемой мощности двигателей пролетное строение уравновешено противовесом (5). Расчетный пролет L выбирают в зависимости от заданной ширины подмостового габарита с учетом расстояния от центров опирания до граней опор, а также с учетом неполного освобождения подмостового габарита при раскрывании (на 5-10% больше ширины подмостового габарита). Расположение шва (1) проезжей части возможно позади оси вращения или впереди его. Последнее решение имеет преимущества: при любом положении временной нагрузки от нее не возникает отрицательной опорной реакции на опоре, на которой расположен конец крыла; во время раскрывания не образуется щели в проезжей части, через которую в колодец опоры падает грязь с разводного пролетного строения, и не исключено случайное падение человека. Шов проезжей части над главными балками и в этом случае нужно устраивать позади оси вращения, чтобы при открывании главные балки не упирались в конструкцию проезжей части.
Рис. 9.1 - Раскрывающийся мост: L - расчетный пролет моста
Для обеспечения равновесия пролетного строения раскрывающегося моста в любой момент движения необходимо, чтобы центры тяжести крыла, противовеса и ось вращения лежали на одной прямой, а моменты веса противовеса Q и веса крыла G относительно оси вращения были равны. Если противовес расположить в колодце опоры (см. рис. 9.1), потребуется значительная ширина ее. Ширина опоры может быть уменьшена, если противовес разместить между балками или фермами соседнего пролета (рис. 9.2, а) с устройством в опоре открытых ниш, а подклинку дать на конце крыла, притягивая его вниз. Уменьшить ширину опоры можно устройством шарнирного прикрепления противовеса к хвостовой части крыла (рис. 9.2, б). При этом увеличится глубина колодца, в который опускается противовес. Кроме того, если возможен подъем уровня воды выше дна колодца, потребуется гидроизоляция его. К опоре противовес дополнительно присоединяется тягой АВ для обеспечения поступательного движения и предотвращения раскачивания его. Для сохранения равновесия такой системы необходимо, чтобы точка Оʹ подвеса противовеса, ось О вращения и центр тяжести пролетного строения (вместе с хвостовой частью) лежали на одной прямой, а фигура OOʹВА представляла собой параллелограмм (см. рис. 9.2, б).
Рис. 9.2 - Расположение противовеса раскрывающегося пролетного строения
Важен вопрос числа и расположения главных балок разводного пролетного строения с учетом габарита проезда по мосту. Для железнодорожного однопутного моста, а также автодорожного при небольшой ширине проезда нужно ставить две балки. При большой ширине проезда число балок можно увеличить, но целесообразно принимать его четным с тем, чтобы можно было соединять балки связями попарно.
Раскрывающаяся система может быть и с двумя крыльями. Ее иногда применяют по архитектурным соображениям, а экономически целесообразной она может оказаться, если разводной пролет имеет значительную длину (50-70 м). Здесь, как правило, получается экономия мощности механизмов разведения и двигателей, которые должны быть рассчитаны на значительно меньшие нагрузки (хотя и поставлены в двух экземплярах). Ширина опор также может быть уменьшена. Особое внимание нужно обращать на статическую схему пролетного строения в закрытом состоянии. Здесь возможны два основных варианта: соединение концов крыльев при помощи продольно-подвижного шарнира; замыкание пролетного строения в трехшарнирную распорную систему с передачей распора через средний шарнир (рис. 9.3). В первом случае конструкция соединения проста, но жесткость пролетного строения сравнительно мала, при проходе нагрузки возникает перелом профиля проезда над шарниром. Поэтому для железнодорожных мостов это решение неприемлемо. Во втором случае конструкция усложняется и на опоры передается распор, который может быть значительным, так как система получается пологой (f/L ≥ 1/15). Однако конструкция обладает большей жесткостью. От пролетного строения (см. рис. 9.3) распор передается на опору через упор (1), ограничивающий поворот качающейся стойки (2). Пролетное строение немного не уравновешено; при закрывании качающаяся стойка, поворачиваясь, приподнимает его и разгружает ось вращения.
Рис. 9.3 - Распорная система
Возможно соединение концов крыльев замком, способным работать на полный изгибающий момент. Такое решение не реализовано из-за трудности обеспечить достаточно жесткий замок, рассчитанный на значительные усилия, который к тому же можно было бы быстро закрыть и открыть.
Для приведения раскрывающихся разводных мостов в движение применяют электромеханический или гидропривод . Электромеханический привод (рис. 9.4, а) имеет ведущую шестерню (1), которая вращается от электромотора с редуктором и имеет зацепление с зубчатой дугой (2), закрепленной на пролетном строении. Возможен вариант привода с шестерней на пролетном строении и с зубчатым кругом на опоре. Имеет свои преимущества привод с кривошипно-шатунным механизмом (рис. 9.4, б). Здесь ведущая шестерня (1) вращает кривошип (3), усилие передается на пролетное строение через шатун (4). Преимущество этого привода - нулевая скорость поворота пролетного строения в начале и конце движения. Гидропривод (рис. 9,4 в) состоит из гидроцилиндров (5) и насосных установок. В гидроцилиндре имеется поршень (6), шток которого шарнирно присоединен к пролетному строению (7). Гидроцилиндр также шарнирно присоединен к опоре. Подавая под давлением масло в полость над поршнем или под ним, можно создавать усилие, необходимое для приведения в движение пролетного строения. Гидроцилиндры имеют диаметр до 500 мм, давление масла до 10 МПа и развивают усилие до 2000 кН.
Рис. 9.4 - Привод раскрывающихся мостов
Откатно-раскрывающиеся мосты
Пролетное строение такого моста (рис 9 5) при разведении откатывается по специальному пути катания (1), опираясь на него кругом катания (2), прикрепленным к пролетному строению, которое совершает плоско-параллельное движение. Поворачиваясь в вертикальной плоскости и откатываясь назад, оно полностью освобождает отверстие разводного пролета, что является преимуществом этой системы.
Рис. 9.5 - Откатно-раскрывающийся мост
Вертикально-подъемные мосты
Пролетное строение вертикально-подъемного моста (рис. 9.6) при разведении перемещается поступательно в вертикальной плоскости. Для этого служат башни (4), которые опирают на специальные опоры или на соседние пролетные строения. На башнях укрепляют шкивы (2) через которые проходят тросы (1). Тросы соединяют подъемное пролетное строение с противовесами (3), которые при раскрывании моста опускаются вниз. Высоту подъема h п пролетного строения определяют как разность высот подмостового габарита в разводном пролете в закрытом h 3 и в раскрытом h p состояниях - причем высота h 3 может быть приближенно принята равной высоте подмостового габарита в неподвижных судоходных пролетах. При предварительном определении высоты башен оставляют запас а , равный 3-5 м.
Рис. 9.6 - Вертикально-подъемный мост
Назначая размеры башни, заботятся об устойчивости ее против опрокидывания как вдоль так и поперек моста. Значительные растягивающие усилия в ногах башни нежелательны. Поэтому длина основания башни при расположении ее на соседнем пролетном строении обычно назначается около 1/6 H, а при опирании на опоры - 1/4÷1/5 H; ширина башни поперек моста, как правило, не менее 1/6 H.
Кроме основной разновидности вертикально-подъемных мостов с подъемом всего пролетного строения на специальных башнях, применяли системы с поднимающейся конструкцией проезжей части при небольшой высоте подъема h п, с пролетным строением, опускающимся под воду, и в других редких случаях.
Подъемное пролетное строение может иметь сквозные или сплошные главные фермы. Для железнодорожных мостов, как правило, применяют две главные сквозные фермы с ездой понизу, а для автодорожных используют также и другие типы конструкций, например пролетное строение с ездой поверху и с несколькими главными балками. В этом случае потребуются мощные поперечные балки, за концы которых будут закреплены тросы противовесов. Пролетное строение со сквозными главными фермами может иметь ту же конструкцию, что и типовое пролетное строение обычного неподвижного моста.
Дополнительно требуются лишь элементы опорной стойки и верхнего пояса в первой панели. К образуемому ими верхнему узлу прикрепляют поперечную подъемную балку.
Башни в большинстве случаев состоят из двух продольных ферм, включающих в себя передние и задние стойки и решетку, и двух ферм связей, расположенных в поперечных плоскостях. Фермы связей в нижней части представляют собой порталы для обеспечения проезда. Наверху устраивают оголовки в виде системы балок, воспринимающих нагрузку от шкивов и передающих ее на башни. Передние стойки башен вертикальны, задние обычно наклонны или очерчены по ломаной. Расстояние между осями передних стоек в поперечном направлении, как правило, равно расстоянию между осями главных ферм подъемного пролета или соседнего с подъемным (если башня располагается на соседнем пролетном строении). Ширину башни поверху в продольном направлении принимают минимальной, недостаточной для свободного движения противовеса внутри башни. Понизу башня должна иметь ширину, достаточную для обеспечения ее устойчивости против опрокидывания. Если к разводному пролету примыкают небольшие пролеты, то башни ставят на сближенные опоры. Если пролетные строения в соседних пролетах имеют большую длину, то башни располагают на них (см. рис. 9.6). Иногда при небольшой высоте подъема и значительной высоте соседних пролетных строений оказывается возможным обойтись без башен, расположив оголовки и шкивы на верхних поясах соседних пролетных строений. Подъемные тросы, перекинутые через шкивы и связывающие подъемное пролетное строение с противовесом, прикрепляют к пролетному строению при помощи поперечных подъемных балок.
Оголовок башни (рис. 9.7) представляет собой балочную клетку, воспринимающую нагрузку от шкивов и передающую ее в узлы башни. Шкивы (1) опираются своими осями через подшипники (2) на продольные балки (3). Каждая продольная балка одним концом располагается на передней поперечной балке (4), прикрепленной к передним стойкам (5) башни, а другим концом соединена с задней поперечной балкой (6). В местах передачи на балки сосредоточенных усилий ставят ребра жесткости. Чтобы продольные балки (3) были устойчивы и хорошо противостояли горизонтальным ветровым и случайным нагрузкам, их поперечное сечение можно сделать коробчатым или укрепить места опирания на переднюю поперечную балку при помощи кронштейнов.
Рис. 9.7 - Конструкция оголовка башни
Вертикально-подъемные мосты обладают значительной жесткостью. В качестве подъемных пролетных строений могут быть использованы типовые конструкции с незначительными изменениями. Система достаточно экономична, если высота подъема не слишком велика. Недостаток - наличие башен, ухудшающих внешний вид моста.
Для приведения вертикально-подъемных мостов в движение, как правило, используют электромеханический привод. Электрические лебедки приводят в движение пролетное строение при помощи системы блоков и тросов, закрепленных за пролетное строение и башни. Лебедки можно размещать на пролетном строении, тогда синхронность их работы можно легко обеспечить. Находит применение привод, при котором электромоторы с редукторами размещают на башнях, а усилие от ведущей шестерни передается непосредственно на зубчатый венец шкива. Это устройство надежно в работе, но требует синхронизации вращения шкивов на обеих башнях, что можно обеспечить при помощи специальной электрической системы, связывающей электродвигатели привода (электрический вал).
Поворотные мосты
Такие разводные мосты имеют пролетные строения, поворачивающиеся вокруг вертикальной оси. В разведенном состоянии пролетное строение располагается вдоль реки, открывая для судоходства обычно два одинаковых пролета. Одной из разновидностей может служить поворотный мост (рис. 9.8) с опиранием пролетного строения на катки (2) при помощи центрального барабана (4), прикрепленного к пролетному строению. Катки перекатываются по кольцевому пути (5), уложенному на опоре (6). Для центрирования пролетного строения и катков служит неподвижная ось (3), не несущая вертикальной нагрузки. На крайних опорах установлены подклинивающие устройства (1), воспринимающие на себя часть постоянной нагрузки в закрытом состоянии.
Рис. 9.8 - Поворотное пролетное строение
Поворотные мосты сравнительно просты по конструкции, имеют достаточную жесткость и в разведенном состоянии не стесняют габарита для прохода судов по высоте. Недостатки их - опасность навала судов на пролетное строение и как следствие замедление прохода судов, а также значительная ширина центральной опоры. Выбирая систему поворотного моста, нужно иметь в виду, что при опирании пролетного строения на катки, они работают и под эксплуатационными нагрузками. Чтобы предупредить быстрый износ катков, необходимо ставить их довольно много; диаметр круга катания получается значительным и размеры центральной опоры возрастают. Катки подвержены неравномерному износу, а замена их связана с подъемкой пролетного строения. Требуется точное выравнивание кругового пути под катками, в противном случае резко возрастают сопротивления движению и износ катков.
Расстояние между главными фермами пролетного строения при езде поверху принимают равным 2,5-3,5 м, а число главных ферм - в зависимости от габарита проезда на мосту. В случае стесненного подмостового габарита применяют пролетное строение с ездой понизу с двумя главными фермами. Главные фермы могут быть сквозными или сплошными; как правило, при пролетах до 50 м преимущество имеют сплошные главные фермы. Высота главных ферм обычно увеличивается к центральной опоре, где достигает примерно 1/8-1/15 L; в середине пролета высота главных ферм около 1/10-1/20 L.
Для поворота пролетного строения может быть использован электромеханический или гидравлический привод, аналогичный применяемым для раскрывающихся мостов с той разницей, что вращение здесь происходит относительно вертикальной оси.
Приведенными примерами не исчерпывается все многообразие систем и разновидностей разводных металлических мостов. В подходящих условиях могут быть применены раскрывающиеся мосты с расположением противовеса над проезжей частью (что сокращает размеры опоры), а также коромысловые раскрывающиеся мосты. При длине разводного пролета более 50 м во многих случаях оказываются целесообразными сквозные фермы. При стесненном подмостовом габарите в закрытом состоянии уместно разводное пролетное строение с ездой понизу.
Пример конструкции раскрывающегося разводного моста
Конструция разводного городского моста, обеспечивающего пропуск морских судов при подмостовом габарите шириной 55 м и высотой 60 м, разработана Ленгипротрансмостом. Разводная часть перекрыта однокрылым раскрывающимся пролетным строением, имеющим в закрытом состоянии расчетный пролет 60,4 м. Угол раскрытия, равный 77°, обеспечивает подмостовой габарит (рис. 9.9). Подклинка хвостовой части не применена. В закрытом состоянии пролетное строение опирается на неподвижную опорную часть концом крыла (1) на шарнирную стойку, расположенную на одной вертикали с осью вращения, и представляет собой простую балку на двух опорах с консолью, на которой размещен противовес. Устойчивое положение крыла в закрытом состоянии, а также разгрузка оси вращения обеспечиваются за счет неуравновешенности крыла при раскрывании (момент от неуравновешенных сил 6 МН∙м). Такое решение потребовало увеличения мощности привода, но зато упростило конструкцию ввиду отсутствия механизмов подклинки.
Рис. 9.9 - Раскрывающееся разводное пролетное строение: 1 - очертание подмостового габарита; 2 - крыло в раскрытом положении; 3 - ось вращения; 4 - противовес; 5 - опорная стойка; 6 - крыло в закрытом положении
Мост с шириной проезжей части 18,5 м рассчитан на четырехполосное автомобильное движение. Кроме того, предусмотрены два тротуара по 2,25 м рис. 9.10). В поперечном сечении пролетное строение имеет четыре главные балки сплошного сечения и ортотропную плиту проезжей части в виде горизонтального листа толщиной 12 мм, усиленного продольными ребрами 80×10 мм через 400 мм и поперечными балками высотой 500 мм, поставленными через 2200 мм. Стенки главных балок имеют толщину 12 мм (в хвостовой части - 20 мм) и усилены продольными и поперечными ребрами жесткости. Материал пролетного строения - стали классов С-35 и С-40. Два противовеса расположены между главными балками. По обе стороны от пар балок размещены гидроцилиндры привода. В раскрытом состоянии противовесы опускаются в колодец опоры, низ которого находится на 3,5 м ниже уровня воды в реке. Поэтому особое внимание обращено на гидроизоляцию колодца: нижняя его часть защищена от проникания воды сплошным кожухом из стали толщиной 10 мм, усиленным ребрами жесткости. Кожух сварен и проверен на водонепроницаемость до бетонирования опоры.
Рис. 9.10 - Поперечный разрез у противовесов: 1 - главные балки; 2 - противовес; 3 - ось гидроцилиндра
Во время раскрывания и в раскрытом состоянии крыло опирается на оси вращения, раздельные для каждой главной балки (1); применены роликовые двухрядные самоустанавливающиеся подшипники (2) (всего 8 шт.), допускающие статическую нагрузку до 4,9 МН (рис. 9.11). Вес крыла с противовесом составляет приблизительно 24 МН.
Рис. 9.11 - Расположение основных механизмов
Пролетное строение приводят в движение при помощи гидропривода. Гидроцилиндры (3) расположены в поперечном сечении в четырех плоскостях вертикально и создают пару сил с плечом 3,4 м, поэтому во время их работы не происходит дополнительной перегрузки оси вращения. Штоки гидроцилиндров шарнирно прикреплены к пролетному строению, в состав которого включены специальные поперечные балки (7) с кронштейнами (8). В помещении внутри опоры разводного пролетного строения размещены основные наносные установки, обеспечивающие раскрытие за 4 мин, а также запасные насосные установки, работающие от автономной электростанции.
Опорные стойки (9), на которые опирается пролетное строение в закрытом состоянии, служат одновременно механизмом для разгрузки осей вращения крыла (рис. 9.12). При раскрытом крыле стойки расположены наклонно, а пролетное строение опирается на оси вращения. Во время закрывания, при подходе крыла к горизонтальному положению, стойка при помощи специальной тяги подводится к крылу и вступает в зацепление с опорной частью, прикрепленной к нижнему поясу главной балки. В этот момент опорная стойка имеет небольшой наклон к вертикали, а крыло - к горизонтали. При дальнейшем движении, которому способствует неуравновешенность крыла, стойка встает в вертикальное положение. При этом крыло приподнимается приблизительно на 5 мм, ось вращения разгружается, а в подшипнике оси вращения образуется зазор.
Рис. 9.12 - Опорная стойка: 1 - ось вращения; 2 - зазор под подшипником; 3 - тумба под ось вращения; 4 - опорная стойка после раскрытия; 5 -тяга; 6 - опорная стойка в закрытом положении; 7 - опора
Для смягчения удара при подходе крыла к положению наибольшего раскрытия предусмотрены буферные устройства (6) из резины, а для фиксации крыла в раскрытом положении - автоматические гидравлические замки (5) в виде выдвижных засовов в углублениях на концах главных балок (см. рис. 9.11).
Пример конструкции вертикально-подъемного моста
Конструкция пролетного строения железнодорожного моста разработана Ленгипротрансмостом в 1978 г. По условиям судоходства для прохода крупных судов требуются отверстие моста 40 м и высота подъема 30 м (рис. 9.13).
Рис. 9.13 - Вертикально-подъемное разводное пролетное строение
В качестве подъемного использовано типовое пролетное строение (10) пролетом 44,8 м с добавлением элементов, необходимых для подъема его в положение (9). Башни подъемного пролета расположены на соседних пролетных строениях и имеют сварные элементы с монтажными соединениями на фрикционных болтах (сталь 15ХСНД). Передние стойки башен (6) вертикальные, коробчатые. На них передаются значительные усилия. Наклонные задние стойки (1), как и элементы решетки продольных вертикальных ферм башен, имеют Н-образное сечение.
В поперечных плоскостях поставлены связи (11), и, кроме того, в горизонтальных плоскостях в каждом узле башен - крестовые поперечные связи. Оголовок башни представляет собой балочную клетку, опертую на переднюю (4) и заднюю (2) поперечные балки. На оголовок опираются подшипники шкивов (3), имеющих диаметр 2700 мм. Каждый шкив имеет с одной стороны зубчатый венец, с которым находится в зацеплении ведущая шестерня, приводимая в движение электромотором через редуктор. Шестерни двух шкивов на одной башне расположены на одном общем валу. Для синхронизации подъема обоих концов пролетного строения использовано устройство, называемое электрическим валом и требующее укладки кабелей, соединяющих электродвигатели привода на обеих башнях. Для того чтобы избежать укладки кабелей под водой, применен легкий кабельный мостик (8).
Пролетное строение уравновешивается при помощи противовесов (5), состоящих из металлических каркасов с монолитным бетонным заполнением и съемных железобетонных плит для точной регулировки веса. Предусмотрено подвешивание противовесов к балкам оголовка при помощи стальных лент для разгрузки канатов при ремонте. Подвесные тросы (7) по 10 на каждом шкиве соединяют пролетное строение и противовесы (тип тросов 37-Г-В-ЖС-О-Н-140). Тросы прикреплены к подъемной балке (12), расположенной в узле В1 пролетного строения.
Пролетное строение оборудовано дополнительными устройствами (рис. 9.14). Подвесные тросы прикреплены к подъемной балке (1) через стальные стержни с резьбой, ввинченные в анкерные стаканы (11) и имеющие на концах гайки (3) для точкой регулировки длины каждого троса. Регулировать можно при помощи переставных гидравлических домкратов (4) со специального мостика (5). При подходе тросов к подъемной балке они разводятся по обе стороны ее стальными отклоняющими отливками (2). Для предотвращения раскачивания пролетного строения на тросах во время подъема имеются направляющие устройства в виде восьми обойм с роликами, прикрепленных к пролетному строению. Во время подъемки ролики катятся по направляющим листам башен. В плоскости нижнего пояса в опорных узлах одного конца пролетного строения поставлены обоймы с тремя роликами (9), препятствующие перемещению пролетного строения как в продольном, так и в поперечном направлениях. В остальных опорных узлах верхнего и нижнего поясов поставлены обоймы с одним роликом (10), препятствующие только поперечным перемещениям. Таким образом обеспечены стабильное положение пролетного строения при подъеме и свобода температурных перемещений опорных узлов. К опорной поперечной балке подъемного пролетного строения прикреплены пневматические буферные устройства (8) для предотвращения ударов при опускании пролетного строения. Для точной фиксации пролетного строения в поперечном направлении служит центрирующее устройство (7), прикрепленное к опоре, в которое входит выступ со скосами, присоединенный к опорной поперечной балке.
Рис. 9.14 - Детали разводного пролетного строения
Вес подъемного пролетного строения 2,23 МН; оно уравновешено противовесами не полностью. Пролетное строение тяжелее противовесов на 40 кН, кроме того, неуравновешенная часть тросов при опущенном пролетном строении составляет 66 кН, что создает устойчивое положение пролетного строения в закрытом состоянии. Для дополнительной гарантии против самопроизвольного подъема пролетного строения, например от действия восходящего ветра, предусмотрены пролетные замки. Ригель замка (6) после опускания пролетного строения перемещается при помощи механического привода (12) в продольном направлении и входит в вырезы коробки центрирующего приспособления,
Железнодорожный путь на пролетном строении устроен на металлических поперечинах. Для точного совмещения рельсового пути на разводном и неподвижном пролетных строениях предусмотрены рельсовые замки.
Продолжительность подъема основным приводом 2 мин. Кроме основного, предусмотрены запасной привод с автономной электростанцией (время подъема 17 мин) и ручной аварийный привод (время подъема 150 мин). Мощность основного и синхронизирующего приводов 45 - 22 = 67 кВт.
Впечатляющий мост Lower Hatea Crossing (Te Matau a Pohe) был открыт 27 июля 2013года, членом парламента Фангареи Филом Хитли в Новой Зеландии.
Lower Hatea Crossing – это магистральный мост 265 метров в длину и 17м в ширину, пересекает реку Хатея и соединяет Pohe Island и Port Road. Состоит из девяти средних пролетов по 25м и двух крайних - по 20м.
Мост двухполосный, ширина каждой полосы 4,1м, с одной стороны моста имеется пешеходный тротуар 2,5м в ширину, с другой стороны велосипедная дорожка шириной 3м.
Этот мост был построен для уменьшения пробок в центре города и для улучшения проезда к Фангарей Хедс и к аэропорту, поэтому он является ключевым в сети магистральных дорог Фангареи. Предполагается, что он будет пропускать до 8000 автомобилей в сутки. Проект моста принадлежит английской консалтинговой компании Knight Architects.
Te Matau a Pohe является разводным, его 25метровый центральный пролет поднимается при прохождении судов, но это делается не для всех судов. Многие лодки свободно проходят под мостом без подъема пролета. Для пропуска же судов в высоту более 7,5м необходимо отправить запрос по радиограмме о поднятии пролета или позвонить. Суда, дожидающиеся этого поднятия, пришвартовываются к понтонам с любой стороны моста.
Этот разводной мост откатно-раскрывающейся системы, первый в своем роде в Новой Зеландии. Такие мосты довольно редки за пределами США. Такая система была выбрана, потому что необходимый просвет раскрытия пролета достигается быстрее, чем в других разводных мостах, из-за того что пролет откатываясь назад заодно и вращается. И такое быстрое поднятие уменьшает время ожидания для туристов на мосту.
Так как доступ к месторасположению моста был нелегкий, из-за мелководья и действия приливов, которые препятствовали движению большого плавающего оборудования, а также ограниченный дорожный доступ к этому объекту, разработчиками было решено использовать сборные и готовые модульные элементы, которые могли бы быть отправлены и установлены соответствующими механизмами.
Мост сформирован из единиц сборного железобетона, подъемный же пролет состоит из двух стальных конструкций: J-образных балок, которые устанавливаются на ортотропную плиту из сварной стали и двух консольных плит из алюминия. Легковесная ортотропная плита уникальная для Новой Зеландии и отражает интернациональный современный технический уровень.
Так противовесы, находящиеся вверху балки в форме J сохраняют равновесие от веса ортотропной плиты и минимизируют мощность необходимую для опускания пролета.
Подъемный пролет приводится в движение гидравлическими цилиндрами, которые имеют отверстия 320мм, штоки диаметром 280мм, величину рабочего хода 8380мм и весом 8 тонн каждая.
Эти цилиндры для поднятия и опускания пролета весом 400тонн были сделаны в Голландии корпорацией Eadon – это один из немногих заводов в мире, который может производить цилиндры такого размера и качества. Подача питания к цилиндрам осуществляется четырьмя гидравлическими агрегатами мощностью 30кВТ приводящие в движение насосы.
Гидравлические цилиндры базируются на опоре, которая усилена предварительно напряженной арматурой тянущейся вниз с обеих сторон из монолитных стоек V-образной формы. Опоры в свою очередь опираются на сваи-оболочки.
Новая Зеландия известна своими землетрясениями, поэтому на мосту использованы фиксированные соединения между мостовой плитой и опорами и сделаны монолитные устои, дающие дополнительное преимущество, увеличивающее устойчивость с каждой стороны моста. Данная конструкция еще имеет плюс, помогает защитить мост от ударных нагрузок судов. Большинство судов используемых сейчас на реке легкие, но в будущем планируется возможность эксплуатации 350т барж.
Подъемный пролет сконструирован для работы в условиях штормового ветра, однако мост все равно не открывают при штормовом ветре и в часы пик.
В мире очень мало новых мостов откатно-раскрывающейся системы и еще меньше, которые открывались бы с помощью гидравлических цилиндров. В Новой Зеландии вообще мало разводных мостов и поэтому это реальное достижение, внесенное в их инфраструктуру. А изогнутая форма J-образных балок имеет также культурный контекст и интерпретируется как "рыболовный крючок", который широко используются в культуре Маори. Форма запроектирована так, чтобы быть узнаваемой и днем и ночью, обеспечивая точный вход в городскую акваторию.
Строительство моста велось компаниями McConnell Dowell и Transfield.
Стоимость моста составила 32 млн. новозеландских долларов.
2. ВЕРТИКАЛЬНО-ПОДЪЕМНЫЕ МОСТЫ
2.1. Основные особенности и классификация мостов
вертикально-подъемной системы
В мостах вертикально-подъемной системы разводное пролетное строение движется поступательно в вертикальной плоскости. В большинстве случаев с этой целью с обеих его сторон сооружаются башни, вдоль передних стоек которых и происходит перемещение разводного пролетного строения. Для уменьшения потребной мощности механизмов разводки пролетные строения уравновешиваются, для чего на оголовках башен устанавливаются главные шкивы, через которые перекинуты несущие или противовесные тросы, прикрепленные одним концом к разводному пролетному строению, другим – к противовесу.
Башни могут опираются на отдельно стоящие опоры или на опоры разводного пролета, а также на смежные с разводным стационарные пролетные строения, называемые башенными, если они представляют собой конструкции со сквозными главными фермами с ездой понизу (рис. 2.1, а, б, в).
Рис. 2.1. Башни вертикально-подъемных мостов
а – башня сквозной конструкции, установленная на отдельных опорах; б – сплошностенчатая башня, установленная на опоре разводного пролета; в – башня сквозной конструкции, установленная на смежном башенном пролетном строении; г – безбашенный вертикально-подъемных мост
Имеются безбашенные мосты вертикально-подъемной системы. В таких мостах пролетное строение поднимается при разводке на специальных рамах или на штоках гидроцилиндров, устанавливаемых внутри опор разводного пролета (рис. 2.1, г).
Классификация разводных мостов вертикально-подъемной системы представлена на рис. 2.2.
Рис. 2.2. Классификация мостов вертикально-подъемной системы
Вертикально-подъемная система разводных мостов обладает рядом ценных качеств. Разводное пролетное строение как в наведенном и разведенном положениях, так и в процессе движения работает по одной и той же статической схеме – разрезной балки, что позволяет получить конструкцию, вполне удовлетворяющую требованиям по жесткости, предъявляемым не только к автодорожным, но и к железнодорожным и совмещенным мостам. По указанной причине разводные пролетные строения по своей конструкции незначительно отличаются от конструкций балочных неразводных пролетных строений такого же пролета, что позволяет применять в качестве разводных пролетные строения, предназначенные для неразводных мостов, в том числе типовые конструкции, с незначительной их доработкой. Относительно небольшое возрастание сопротивления движению разводного пролетного строения с увеличением его длины определяет возможность использования вертикально-подъемной системы для перекрытия практически любых пролетов в области рационального применения разрезных балочных конструкций. Механическое оборудование вертикально-подъемных мостов и его техническое обслуживание в процессе эксплуатации относительно простые, а эксплуатационные расходы сравнительно малы. Никакие элементы конструкций башен и пролетного строений не заходят в пределы разводного пролета, поэтому величина разводного пролета в свету может быть принята равной ширине требуемого подмостового габарита или незначительно превышать ее.
Размеры и конструкция опор разводного пролета отличаются от соответствующих размеров опор неразводных балочных мостов незначительно (за исключением случая, когда башни устанавливаются непосредственно на опорах разводного пролета, а также в безбашенных мостах). Мостовое полотно на разводном пролетном строении не требует специального закрепления.
Неблагоприятный внешний вид мостов вертикально-подъемной системы из-за наличия башен, придающих сооружению чисто утилитарный вид, ограничивает их применение там, где к сооружению предъявляются повышенные архитектурные требования, например, в городах. Другим недостатком является ограничение подмостового габарита по высоте. Кроме того, при большой высоте подмостового габарита становится значительным расход металла на башни, что может привести к заметному увеличению стоимости всего сооружения. Вместе с тем, во многих случаях использование вертикально-подъемной системы оказывается наиболее рациональным.
2.2. Конструкция башен и разводных пролетных строений мостов вертикально-подъемной системы
2.2.1. Особенности конструкций башен
Башни вертикально подъемных мостов могут быть решетчатыми и сплошностенчатыми.
Башни решетчатой конструкции представляют собой пространственные стержневые системы, основными несущими элементами которых являются две пары стоек – передние и задние. По верховому и низовому фасадам передние и задние стойки башен попарно объединяют решеткой, обычно раскосной (рис. 2.3).
Рис. 2.3. Очертания задних стоек решетчатых башен
а – полигональное по всей длине; б – прямолинейное; в – прямолинейное отдельными участками
С учетом характера работы башен и с целью уменьшения расхода металла в мостах старых проектировок очертание задних стоек башен принималось полигональным с расположением узлов по параболе (рис. 2.3, а). С целью упрощения конструкции и технологии изготовления в настоящее время задние стойки, как правило, делают прямолинейными (рис. 2.3, б). Возможно решение, когда очертание задних стоек делают прямолинейным с различными углами наклона на отдельных участках (рис. 2.3, в).
Между собой пары передних и задних стоек соединяются вертикальными продольными связями, причем распорки связей располагаются в тех же плоскостях, что и распорки решеток по фасадам башен (рис. 2.4, а). При небольшой ширине башен В б, когда ее величина близка к шагу распорок λ , связи устраиваются крестовыми, что характерно для железнодорожных мостов (рис. 2.4, б ). При большой ширине устанавливают две или несколько панелей крестовых связей или переходят к полураскосной решетке (рис. 2.4, в ).
Рис. 2.4. Решетчатые башни
а – раскосная решетка фермы башни; б – крестовая решетка связей; в – полураскосная решетка связей
Сплошностенчатые башни выполняют в виде пилонов, устанавливаемых на верховых и низовых сторонах опор разводного пролета. Обычно верховую и низовую башни на каждой опоре связывают поверху горизонтальным ригелем, образуя жесткую П-образную раму, при этом ригель используют для установки на нем механизмов разводки. Стенки таких башен выполняют из железобетона или металла.
Размеры башен понизу определяются устойчивостью против опрокидывания вдоль и поперек оси моста, а также конструктивными соображениями.
При установке на отдельно стоящие опоры размер башен поперек оси мостаB б должен удовлетворять условиям:
Поперечные размеры сплошностенчатых башен-пилонов определяются необходимостью размещения в башнях противовесов, лестниц и подъемников (лифтов).
Размер башен поверху d б определяется условиями размещения механического оборудования на оголовке. При этом обычно размер башен поверху получается меньше размера понизу: .
В случае задние стойки становятся вертикальными, конструкция башни упрощается, но увеличивается расход металла на башню. Если принять величину d б минимально необходимой, задние стойки могут иметь различное очертание (см. рис. 2.3).
Разводной мост - особый тип моста, который имеет динамические движущиеся части, используемые для изменения его формы, как правило, для прохождения под ним кораблей. Существует много типов разводных мостов, и все они отличаются по способу своего преобразования. Ниже представлен список с видео десять самых удивительных разводных мостов в мире.
Дворцовый мост
Открывает рейтинг самых удивительных разводных мостов в мире “Дворцовый мост”. Это один из 22 разводных мостов через реку Неву в Санкт-Петербурге. Соединяет центральную часть города (Адмиралтейский остров) и Васильевский остров. Его длина 250 метров, ширина 27,7 м. Считается одним из символов города.
Hörn Bridge
Hörn Bridge - разводной мост, расположенный в городе Киле, столице штата Шлезвиг-Гольштейн, Германия. Был построен в 1997 году. Состоит из трёх пролётов, главный из которых 25,5 метра в длину, способный складываться в форме буквы «N». Мост принадлежит к архитектурным и техническим достопримечательностям города, а также является важным маршрутом для движения пешеходов и велосипедистов. С него открывается один из лучших панорамных видов на город Киль. Обычно Hörn Bridge складывается один раз в час.
Scale Lane footbridge
Восьмое место в списке десяти удивительных разводных мостов в мире занимает Scale Lane footbridge - пешеходный разводной мост, находящийся на реке Халл в центре города Кингстон-апон-Халл, Великобритания. Общая длина моста 57 метров, вес 1000 тонн.
The Dragon Bridge
На седьмом месте в списке самых удивительных разводных мостов мира находится The Dragon Bridge - подъёмный пешеходный мост, расположенный в курортном городе Рил на северо-восточном побережье Уэльса. Был открыт в 2013 году.
Бискайский мост
Бискайский мост - летающий паром через реку Нервьон, соединяющий города Португалете и Лас-Аренас в Испании. Был построен в 1893 году по проекту известного баскского архитектора Альберто Паласио, ученика Гюстава Эйфеля. Мост длиной в 164 метра имеет гондолу, которая каждые 8 минут перевозит 6 автомобилей и несколько десятков пассажиров с одного берега на другой за полторы минуты. Считается идеальным сочетание красоты и функциональности, а также одним из самых великих инженерных достижений 19-го века.
Мост Женщины
Мост Женщины - красивый пешеходный вращающийся мост в новом Пуэрто-Мадеро, коммерческом районе Буэнос-Айреса, Аргентина. Был построен по проекту испанского архитектора Сантьяго Калатравы в декабре 2001 года. На его сооружение было потрачено около $ 6 млн. Мост Женщины общей длиной в 170 метров, шириной в 6,2 м. весит 800 тонн и считается одной из главных достопримечательностей города.
Pont Jacques Chaban-Delmas
Pont Jacques Chaban-Delmas - вертикально-подъёмный мост над рекой Гарон в городе Бордо, Франция. Находится примерно в 3 км от центра города и соединяет районы Bacalan и Bastide. Был назван в честь Жака Шабана-Дельмаса, бывшего премьер-министра Франции и бывшего мэра Бордо. Мост общей длиной в 433 метра и шириной в 45 м был открыт в 2013 году. Он является самым длинным вертикально-подъёмным мостом в Европе. Основной (подвижный) его пролёт весит 2 600 тонн и в длину составляет 110 метров.
Мост Миллениум
Мост Миллениум - первый в мире наклоняемый пешеходный мост через реку Тайн в Северной Англии. Соединяет города Гейтсхед и Ньюкасл-апон-Тайн. Иногда его ещё называют «Подмигивающий глаз». Был введён в эксплуатацию в сентябре 2001 года. На его сооружение потрачено 40 млн долларов. Мост Миллениум общей длиной в 126 метров и весом 850 тонн «поворачивается» около 200 раз в году, каждый раз собирая огромный толпы зрителей. Поворот длятся около 4,5 минуты.
Slauerhoffbrug
Slauerhoffbrug - полностью автоматический подъёмный мост, расположенный в городе Леуварден, провинция Фрисландия, Нидерланды. Был назван в честь писателя и поэта Яна Якоба Слауэрхофа. Особенностью этого моста является подвижная платформа размером 15×15 метров, которая вращается при открытии на 45°.
Тауэрский мост
Тауэрский мост - самый удивительный разводной, висячий мост на реке Темза, находящийся в центре Лондона, недалеко от Лондонского Тауэра. Мост длиной в 244 метра и высотой в 65 м состоит из двух башен, которые связаны двумя горизонтальными проходами. Его строительство началось 21 июня 1886 года и длилось восемь лет. Для сооружения Тауэрского моста было задействовано 432 рабочих и потрачено 1 184 000 фунтов стерлингов. 30 июня 1894 года мост был торжественно открыт Принцем Уэльским Эдуардом. В наши дни этот один из самых красивых мостов в мире разводится в среднем 4–5 раз в неделю.
Железнодорожный мост через реку Чикаго в районе Кинзи-Стрит был когда-то жизненно важным для города. Построенный в 1908 году, он почти век помогал поездам беспрепятственно попадать с одного берега на другой, обеспечивая развитие промышленности западного района Чикаго.
Мост представляет собой однопролетную подъемную конструкцию. На момент постройки это был самый длинный и самый тяжелый подъемный мост в мире. Технической находкой авторов проекта был огромный противовес, который позволял держать крыло моста в поднятом положении. Когда была необходимость проезда железнодорожного состава, мост опускали. Затем поднимали снова, чтобы не мешать движению транспорта по реке.
С развитием городских транспортных сетей необходимость в использовании моста отпала. В 90-х годах только газета Chicago Sun-Times подвозила бумагу для своей типографии по этой ветке. Но в дальнейшем и она отказалась от такой схемы перевозки.
В 2001 году мост был опущен в последний раз. Затем его крыло подняли, и в таком положении оно находится до сегодняшнего дня.
Мост на Мичиган-Авеню
Мост на Мичиган-Авеню в Чикаго стал первым в мировой истории двухуровневым мостом. Предполагалось, что по его верхней части будет двигаться более быстроходный некоммерческий транспорт, а нижняя станет путепроводом для тяжеловесных грузовых автомобилей.
Мост был открыт для движения в 1920 году, хотя отделочные работы завершились только восемь лет спустя. Длина моста составляет почти 122 мера, ширина – 28 метров. Когда мост не поднят, под ним могут проходить только небольшие суда, не более 5 метров высотой. Мост состоит из двух частей, вес каждой из них составляет 3340 тонн. Время поднятия моста - всего 8 минут. За такое же время оба его пролета могут вернуться в горизонтальное положение.
С каждой стороны моста установлено по две каменных башенки. Их фасады украшены барельефными композициями, отражающими этапы истории Чикаго и образы первооткрывателей этих мест. На перилах моста установлены 28 флагштоков, предназначенных для флагов США, штата Иллинойс и Чикаго. Юго-западная башня в 2006 году преобразована в тематический музей реки Чикаго и истории самого моста. Помещение музея совсем небольшое - в нем могут одновременно находиться всего 34 человека. Тем не менее, посетители могут наблюдать своими глазами процесс подъема мостовых пролетов, что вызывает у них неизменный интерес.
Подъемный мост на Кортлэнд Стрит
Подъемный мост на Кортлэнд Стрит стал первым в Соединенных Штатах, где была применена цапфовая конструкция. Это решение оказалось настолько удачным с технической точки зрения, что впоследствии появилось более 50 мостов подобного типа.
Мост на Кортлэнд Стрит был открыт в 1902 году. Он состоит из двух пролетов, каждый из которых подвешен на огромных осях - цапфах. С помощью противовесов крылья моста поднимались почти в вертикальное положение, открывая пространство для курсирующих по реке пароходов. Авторы проекта инженеры Джон Эриксон и Эдвард Вилмэн создали настолько совершенный механизм, что мост можно было развести всего за одну минуту в тихую погоду и за три минуты при сильном ветре.
Общая длина моста около 39 метров. Сегодня его разводной механизм не используется, а крупные стальные конструкции с обеих сторон превратились просто в декоративные элементы.
Мост используется для двустороннего движения транспортных средств, пешеходов и велосипедистов. В 1991 году подъемный мост на Кортлэнд Стрит получил статус исторической достопримечательности Чикаго.
